張希妮，王俊清，楊 洋，傅維杰

（上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)健身科技省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200438）

從人類進(jìn)化角度出發(fā)，現(xiàn)代人所具備的諸多形態(tài)（如骨盆狹窄、足弓出現(xiàn)等）是從 200萬年前為了適應(yīng)雙足奔跑進(jìn)化而來的（Davis et al.,2017）。在這些衍生的功能結(jié)構(gòu)中，跟腱是連接足跟和足跖屈肌的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其主要承擔(dān)運(yùn)動(dòng)時(shí)小腿三頭肌肌力的傳遞，是下肢在跑、跳時(shí)有效完成力/能量儲(chǔ)存和釋放的關(guān)鍵（Bramble et al.,2004）。另一方面，隨著跑步特別是馬拉松運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，有數(shù)據(jù)顯示，我國參與馬拉松的人次已增至 498萬（林翠娟 等,2018），但相對(duì)應(yīng)的卻是高達(dá) 83.4%的下肢損傷率（肖梅, 2018）。而這其中，跟腱損傷是最常見且難以根治的跑步損傷，其發(fā)生率可達(dá) 8%～15%，且跑步者個(gè)體的終身患病風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)52%（De Vos et al.,2010）。雖然現(xiàn)階段學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，著地過程中跟腱的非同源性載荷（non-homologous loading）以及長時(shí)間非正常受力后，跟腱組織及結(jié)構(gòu)的無法完全恢復(fù)是導(dǎo)致跟腱損傷的首要原因（Khan et al.,2002），但其真正的發(fā)病機(jī)制仍不清楚。

目前，針對(duì)跟腱損傷的保守治療方法主要有小腿三頭肌離心訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練等（Alfredson et al.,1998; Fletcher et al.,2010）。但這些訓(xùn)練本身存在耗時(shí)長、可能會(huì)引起延遲性肌肉酸痛、以及25%～45%的患者最終仍需要借助手術(shù)治療的不足（De Vos et al.,2010）。且單一的負(fù)重力量訓(xùn)練考慮更多的是人體內(nèi)力問題，而跑步著地受力的整個(gè)過程則是地面反作用力等外力和下肢肌肉力等內(nèi)力的交互綜合效果，因此，僅依靠上述訓(xùn)練提高小腿三頭肌肌力并希望使跟腱適應(yīng)跑步時(shí)快速且重復(fù)的離/向心負(fù)荷，可能存在缺陷。

有研究發(fā)現(xiàn)長期采用前掌著地跑者相比于后跟著地跑者，其跟腱增加的橫截面積和剛度都更利于提高長距離跑的跑步經(jīng)濟(jì)性，降低損傷風(fēng)險(xiǎn)（Histen et al.,2017）。McCarthy等（2014）的研究發(fā)現(xiàn)，12周跑姿轉(zhuǎn)化訓(xùn)練，使后跟著地跑者更傾向采用前掌著地跑姿，同時(shí)表現(xiàn)出與裸足跑相似的運(yùn)動(dòng)學(xué)模式。這一結(jié)果得到了 Khowailed等（2015）的證實(shí)，其研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，6周的跑姿轉(zhuǎn)化訓(xùn)練有可能改變習(xí)慣后跟著地跑者的運(yùn)動(dòng)模式。但這種跑姿轉(zhuǎn)化訓(xùn)練對(duì)跟腱產(chǎn)生怎樣的力學(xué)影響亟需探究。

綜上所述，由于跑步著地時(shí)跟腱的內(nèi)、外力學(xué)因素及其所受載荷的生物力學(xué)機(jī)理仍不清晰，我們應(yīng)從跟腱力學(xué)本身出發(fā)，通過研究整個(gè)跑步著地中跟腱的載荷，包括肌力、跟腱力、應(yīng)力、應(yīng)變等，更深層次地理解跟腱受力在跑步著地時(shí)和跟腱損傷中所扮演的角色。因此，本研究旨在通過建立12周跑姿運(yùn)動(dòng)干預(yù)模型，并配合小腿三頭肌離心訓(xùn)練，探究下肢姿態(tài)控制對(duì)跟腱生物力學(xué)的影響，以期增強(qiáng)跟腱力學(xué)性質(zhì)，提高跟腱承受載荷的能力，從而達(dá)到預(yù)防和減小運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)的目的。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取30名男性跑步愛好者作為研究對(duì)象，根據(jù)隨機(jī)表分為前掌跑訓(xùn)練組（SBR組，年齡：31.4±6.5歲、身高：175.7±4.9 cm、體重：70.6±8.2 kg）和極簡跑鞋組（MIN組，年齡：28.4±5.8歲、身高：173.7±5.6 cm、體重：72.4±9.9 kg）各 15名。其中，剔除由于在訓(xùn)練干預(yù)過程中因傷（損傷原因與訓(xùn)練無關(guān)）、因病等不可抗拒的個(gè)人原因退出或中斷1周以上人員數(shù)據(jù)，最后共17人符合標(biāo)準(zhǔn)，納入結(jié)果統(tǒng)計(jì)（表 1）。所有受試者均習(xí)慣穿緩沖功能跑鞋進(jìn)行后跟跑。近 4周每周跑步距離大于 20 km，且從未嘗試過極簡跑鞋，近 3個(gè)月內(nèi)無明顯下肢損傷。實(shí)驗(yàn)前告知受試者實(shí)驗(yàn)流程并簽署知情同意書。

表1 本研究受試者基本情況Table 1 Basic Information of Subjects (M±SD)

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

1.2.1 實(shí)驗(yàn)用鞋

NIKE AIR ZOOM PEGASUS 34慢跑鞋（泡棉+氣墊中底，前后落差12 mm，平均質(zhì)量285 g）用于跑步實(shí)驗(yàn)（圖1A）。INOV-8 BARE-XF 210極簡跑鞋（3 mm橡膠外底，無中底，前后落差0 mm，平均質(zhì)量227 g）用于干預(yù)訓(xùn)練（圖1B）。

圖1 本研究實(shí)驗(yàn)用鞋F(xiàn)igure 1.Shod Conditions in the Study

1.2.2 Vicon運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)

16臺(tái)英國 Vicon三維紅外攝像頭及運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（型號(hào)：T40）配套直徑 14 mm的紅外反光球，采集下肢髖、膝、踝3關(guān)節(jié)矢狀面運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，采樣頻率為100 Hz。

1.2.3 Kistler三維測力臺(tái)

瑞士生產(chǎn)的Kistler三維測力臺(tái)2塊（90×60×10 cm，型號(hào)：9287C），外置信號(hào)放大器，采樣頻率為1 000 Hz。

1.2.4 Delsys肌電-加速度一體化測試儀

使用美國Delsys公司生產(chǎn)的64導(dǎo)EMG-Amplifier系統(tǒng)對(duì)下肢踝關(guān)節(jié)主要肌群（脛骨前肌、腓腸肌內(nèi)/外側(cè)頭、比目魚?。┑募‰娦盘?hào)進(jìn)行測量。采樣頻率設(shè)為2 000 Hz。

1.2.5 光柵計(jì)時(shí)系統(tǒng)

采用意大利Microgate公司生產(chǎn)Witty-Manual光柵計(jì)時(shí)系統(tǒng)，測量受試者通過跑道的時(shí)間，從而控制平均速度。

1.2.6 Mindray M7 Super超聲影像

Mindray公司生產(chǎn)的 M7 Super超聲影像儀，本實(shí)驗(yàn)中采用 L6-14線陣探頭，主要用于測量跟腱橫截面面積以及踝關(guān)節(jié)等長跖屈時(shí)跟腱的在體運(yùn)動(dòng)影像，包括跟腱長度變化等。

1.2.7 Con-trex等速肌力測試儀

德國Physiomed公司生產(chǎn)的Con-Trex人體肌力評(píng)估和訓(xùn)練系統(tǒng)（型號(hào)：Con-Trex-Mj）。本實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)踝關(guān)節(jié)的等長跖屈運(yùn)動(dòng)進(jìn)行肌力測試。

1.2.8 Podoon壓感智能鞋墊

使用EVA材料制造，內(nèi)嵌0.2 mm柔性薄膜壓力傳感器，通過手機(jī) APP內(nèi)置算法對(duì)本實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練干預(yù)中的前掌觸地占比進(jìn)行監(jiān)控。

1.3 具體流程

1.3.1 超聲影像學(xué)

利用超聲影像儀獲取跟腱橫截面面積的成像，要求受試者俯臥于在治療臺(tái)上，使踝關(guān)節(jié)處于中立位（90°），將ML6-15-D線陣探頭垂直放置在跟骨上 10 cm處以獲取跟腱的橫斷面影像（Kernozek et al.,2018）。

受試者坐于Con-Trex等速肌力測試儀上，臀部和后背緊貼座位，膝關(guān)節(jié)完全伸展，踝關(guān)節(jié)處于中立位，進(jìn)行踝關(guān)節(jié)跖屈/背屈的最大等長收縮（MVIC）（圖 2A），并保持5 s，重復(fù)3次，同步踝關(guān)節(jié)跖屈力矩以及在體跟腱長度變化圖像和數(shù)據(jù)（Joseph et al.,2012）（圖2B、C）。

圖2 跟腱超聲影像學(xué)影像Figure 2.The Ultrasound Imaging of the Achilles Tendon

1.3.2 生物力學(xué)

跑步實(shí)驗(yàn)開始前，要求每名受試者先更換實(shí)驗(yàn)背心、短褲、襪子和慢跑鞋，而后在跑臺(tái)上以 12 km/h的速度進(jìn)行 5 min熱身。熱身結(jié)束后，操作人員為其貼上反光球和肌電電極，采集受試者靜態(tài)模型。反光球的位置為髂前上棘、髂脊上緣等共36個(gè)點(diǎn)（Almonroeder et al.,2013）。實(shí)驗(yàn)所測試的肌群為脛骨前?。═A）、腓腸肌外側(cè)（LG）、腓腸肌內(nèi)側(cè)（MG）和比目魚?。⊿OL）（Suydam et al.,2015）。安置肌電電極前，先進(jìn)行備皮工作，剃除汗毛，酒精擦拭之后，進(jìn)行肌電電極的固定工作（圖 3）。而后要求受試者坐于 Con-Trex等速肌力測試儀上，先進(jìn)行踝關(guān)節(jié)跖屈/背屈的 MVIC，同步采集 TA、LG、MG、SOL肌電信號(hào)，以用于肌電標(biāo)準(zhǔn)化處理。

圖3 受試者紅外反光球和表面肌電的放置位置Figure 3.The Set-up of Infrared Ball Marker and EMG Position

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，要求受試者以 12 km/h（±5%）的速度通過跑道（利用光柵計(jì)時(shí)系統(tǒng)控制速度）并要求受試者優(yōu)勢側(cè)（根據(jù)踢球法判定踢球距離更遠(yuǎn)的一側(cè)為優(yōu)勢側(cè)）（Zhang et al.,2018）成功踏上測力臺(tái)3次，采集反光球軌跡、表面肌電等信號(hào)。

1.4 12周跑姿控制訓(xùn)練方案

1.4.1 MIN組

每位受試者發(fā)放一雙極簡跑鞋。要求受試者穿著極簡跑鞋，并以現(xiàn)有的跑姿習(xí)慣進(jìn)行跑步訓(xùn)練，時(shí)長同 SBR組。方案外的時(shí)間可以穿著原本的跑步鞋進(jìn)行跑步。

1.4.2 SBR組

每位受試者發(fā)放一雙極簡跑鞋和一雙Podoon壓感智能鞋墊并通過手機(jī)app用以配合檢測為期12周的跑姿再訓(xùn)練干預(yù)方案（Tam et al.,2015）（表 2）。訓(xùn)練干預(yù)時(shí)要求受試者穿著內(nèi)置智能鞋墊極簡跑鞋，采用中等強(qiáng)度的自選速度進(jìn)行跑步，要求其在著地時(shí)采用前掌觸地方式，即需要受試者用前掌跖球部（the ball of the foot）觸地，并允許后跟的隨后著地，同時(shí)盡量使足落于髖關(guān)節(jié)下方（Rice et al.,2017）。受試者通過智能鞋墊所提供的數(shù)據(jù)反饋獲知其觸地方式是否為前掌。干預(yù)方案只是替代實(shí)驗(yàn)組部分的訓(xùn)練量，每周總距離保持不變。實(shí)驗(yàn)期間禁止受試者參加任何相關(guān)賽事。除此之外，指導(dǎo)受試者加強(qiáng)足部和下肢肌群的功能及力量練習(xí)，從而使下肢肌-骨和軟組織系統(tǒng)適應(yīng)長期不同的跑姿控制及著地負(fù)荷（Warne et al.,2015）。

表2 12周跑姿控制干預(yù)方案Table 2 12-week Running Retraining Protocol

所有受試者每完成一次訓(xùn)練需要記錄一次訓(xùn)練日志。其中，MIN組需要記錄訓(xùn)練開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、地點(diǎn)、距離以及損傷情況。SBR組除需要記錄上述內(nèi)容外，還需另外記錄前掌跑開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間以及距離。所有受試者每次開始跑步前都需要告知實(shí)驗(yàn)人員具體地點(diǎn)和開始時(shí)間，以方便實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行不定期檢查，并通過智能鞋墊的云端數(shù)據(jù)與記錄的訓(xùn)練日志進(jìn)行比對(duì)。

1.5 數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)參數(shù)

本實(shí)驗(yàn)研究的落地階段為觸地瞬間至腳尖離地的階段。采用美國 C-Motion公司開發(fā)的 V3D三維步態(tài)分析軟件（版本：3.21.0）對(duì)采集到的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和逆向動(dòng)力學(xué)分析，其中，運(yùn)動(dòng)學(xué)的截止頻率分別為7 Hz（Zhang et al.,2018）。采用美國 NI公司開發(fā)的 DASYLab信號(hào)采集分析軟件（版本：v.8.0）分析表面肌電（sEMG）數(shù)據(jù)。濾波范圍為10～400 Hz （ 燊張 等, 2016）。具體參數(shù)如下：

1）跟腱橫截面面積（CSA）：采用超聲影像儀獲取跟腱橫截面面積的成像，并使用 Image J軟件（NIH，USA）確定跟腱圖像中的跟腱橫截面面積（Histen et al.,2017）。

2）跟腱力（FAT）≈ 肌肉Fmus= TQ / MA，其中，TQ為跖屈力矩，由肌力測試儀獲得；MA為跟腱力臂，由從踝至跟腱前邊界的平均垂直距離得出，默認(rèn)值為 0.05 m（Komi, 1990）。

3）跟腱應(yīng)力 σ = FAT/ CSA （Joseph et al.,2012）。

4）跟腱應(yīng)變 ε =ΔL / L0，其中，ΔL為是跟腱近端束的位移，L0為跟腱靜息長度（Joseph et al.,2012）。

5）跟腱力峰值（FMAX）= Mankle/ LAT，其中，Mankle為跑步時(shí)的踝關(guān)節(jié)力矩峰值，由逆向動(dòng)力學(xué)計(jì)算獲得；LAT為跟腱力臂長度，本團(tuán)隊(duì)基于 Lyght等（2016）用于計(jì)算小腿三頭肌肌肉力臂的多項(xiàng)式算法及 Rugg等（Rugg et al.,1990） 在體跟腱影像學(xué)數(shù)據(jù)所得（圖4）。

圖4 踝關(guān)節(jié)角度與跟腱力臂長度的關(guān)系擬合曲線Figure 4.The Fitted Curve of the Relationship between Ankle Angle and Achilles Tendon Force Arm Length

6）均方根振幅值（RMS）：計(jì)算著地沖擊前 50 ms肌肉預(yù)激活階段（pre-activation）、著地后50 ms后激活階段（post-activation）、離心階段和向心階段的 RMS，其中，根據(jù)膝關(guān)節(jié)屈曲到最大值的時(shí)刻劃分離心階段和向心階段。與MVIC下的RMS進(jìn)行比值以獲得標(biāo)準(zhǔn)化肌電數(shù)據(jù)。計(jì)算方法如下（ 燊張 等, 2016）：

其中，t為 EMG信號(hào)開始時(shí)間，t＋T為信號(hào)結(jié)束時(shí)間。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)

所得參數(shù)值均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）表示。本研究采用重復(fù)測量雙因素方差（two-way repeated measures ANOVA，SPSS 21.0）觀察自變量（組別×訓(xùn)練前后）對(duì)于各因變參數(shù)（跟腱力、應(yīng)力、應(yīng)變、肌電信號(hào)等）的影響，顯著性水平α設(shè)為0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 跟腱橫截面積、跟腱力、應(yīng)力、應(yīng)變

12周跑姿控制訓(xùn)練后，兩組的跟腱力、應(yīng)力和應(yīng)變均顯著增加（P＜0.05），而跟腱橫截面積沒有顯著變化（圖5）。

圖5 12周跑姿控制訓(xùn)練對(duì)跟腱力、橫截面積、應(yīng)力、應(yīng)變的影響Figure 5.The Effect of 12-week Running Retraining Protocol on Achilles Tendon Force, Cross Section Area, Stress and Strain

2.2 跟腱力峰值

12周跑姿控制訓(xùn)練后，兩組在 12 km/h（±5%）速度下跑步時(shí)的跟腱力峰值均表現(xiàn)出顯著增加（P＜0.05），且 SBR組的跟腱力峰值顯著高于 MIN組（P＜0.05）（圖6）。

2.3 肌電圖學(xué)

12周跑姿控制訓(xùn)練后，兩組脛骨前肌的 RMS在預(yù)激活階段均表現(xiàn)出顯著減小（P＜0.05），SBR組的比目魚肌RMS顯著高于 MIN組（P＜0.05）；兩組腓腸肌外側(cè)頭的RMS在后激活和離心收縮階段均表現(xiàn)出顯著減?。≒＜0.05）（圖 7）。

圖6 12周跑姿控制訓(xùn)練對(duì)跑步時(shí)跟腱力峰值的影響Figure 6.The Effect of 12-week Running Retraining Protocol on Achilles Tendon Peak Force during Running

圖7 12周跑姿控制訓(xùn)練對(duì)觸地前預(yù)激活階段、觸地后激活階段、離心階段和向心階段RMS的影響Figure 7.The Effect of 12-week Running Retraining Protocol on RMS of Pre-50ms, Post-50 ms,Eccentric and Concentric Phase during Running

3 討論

本研究從跟腱力學(xué)本身出發(fā)，通過建立12周跑姿控制訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)干預(yù)模型，并配合小腿三頭肌離心訓(xùn)練，以期達(dá)到改變跟腱力學(xué)，提高跟腱承受載荷能力的目的，從而為預(yù)防和減小跟腱損傷提供新的理論依據(jù)。目前研究普遍認(rèn)為，由于循環(huán)應(yīng)變所引起的力傳導(dǎo)機(jī)制會(huì)影響結(jié)締組織（如跟腱等）的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，以調(diào)節(jié)其適應(yīng)過程，從而通過力學(xué)刺激的調(diào)節(jié)影響跟腱對(duì)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性反饋（Wang et al.,2006）。Arampatzis等（2007）的研究發(fā)現(xiàn)，與非負(fù)重項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員相比，負(fù)重項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員具有更強(qiáng)的跟腱力學(xué)性質(zhì)。類似地，Waugh等（2012）在比較兒童與成人跟腱力學(xué)性能差異時(shí)發(fā)現(xiàn)，成人跟腱剛度增加的主要原因是由于在負(fù)重運(yùn)動(dòng)中跟腱負(fù)荷刺激的增加，而與年齡并無關(guān)系。因此，跟腱的訓(xùn)練需要通過一定的力學(xué)刺激，促進(jìn)肌腱膠原蛋白的排列，以提高其力學(xué)性質(zhì)，從而適應(yīng)應(yīng)力的需要。本研究通過極簡鞋誘導(dǎo)受試者進(jìn)行前掌跑訓(xùn)練，刺激其每次觸地時(shí)的跟腱受力，以提高其力學(xué)性質(zhì)。

本研究結(jié)果支持前人的研究（Joseph et al.,2017），12周跑姿控制訓(xùn)練干預(yù)使相應(yīng)的跟腱力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，即跟腱力、應(yīng)力和應(yīng)變均顯著增加。與后跟觸地相比，剛觸地時(shí)，前掌觸地模式在踝關(guān)節(jié)周圍會(huì)產(chǎn)生更大的跖屈內(nèi)力矩以對(duì)抗背屈外力矩（Lieberman et al.,2010）。此時(shí)，小腿三頭肌收縮，跟腱被拉長。這種重復(fù)性的“拉長-收縮”循環(huán)，可以刺激跟腱增強(qiáng)力學(xué)性質(zhì)，以提高其承受載荷的能力。另一方面，前人研究表明，穿著極簡鞋跑步時(shí)，下肢主要采取軟著陸（soft landing）的觸地方式，同時(shí)可以增加跟腱應(yīng)力、應(yīng)變以及足部肌肉力量（Almonroeder et al.,2013;Lyght et al.,2016）。然而，由于本研究受試者均為習(xí)慣穿著傳統(tǒng)跑鞋的跑者，穿著極簡鞋跑步被作為一種訓(xùn)練跟腱的方法，本研究不僅僅希望其在穿著極簡鞋跑步時(shí)能提高跟腱力學(xué)性質(zhì)，更希望其在回歸傳統(tǒng)跑鞋跑步后能繼續(xù)維持較高的跟腱力學(xué)性質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)12周跑姿控制訓(xùn)練后，兩組在穿著慢跑鞋跑步時(shí)的跟腱力峰值也表現(xiàn)出顯著增加，且SBR組的跟腱力峰值顯著高于MIN組。這與抗阻訓(xùn)練（Bonacci et al.,2009）和最大自主等長訓(xùn)練（Arampatzis et al.,2010） 的干預(yù)結(jié)果類似，這類訓(xùn)練大多每周進(jìn)行2～3次，并在 8～12周后觀察到跖屈力矩、跟腱力、彈性模量等顯著增加。跟腱傳遞小腿三頭肌收縮產(chǎn)生的力量。通過我們的研究結(jié)果，可以假設(shè)，前掌跑訓(xùn)練后，力量的增加可能發(fā)生在小腿三頭肌，且與MIN組相比，SBR組的力量增加更加顯著。我們推測，系統(tǒng)的前掌跑訓(xùn)練可以使受試者的跟腱能夠在跑步期間進(jìn)行更有效地儲(chǔ)存和釋放彈性能。這表明，12周跑姿控制訓(xùn)練是一種可以有效提高跟腱力學(xué)性質(zhì)的訓(xùn)練方式，而更優(yōu)的跟腱力學(xué)特性，很可能是預(yù)防跟腱損傷的根本（Henriksen et al.,2009） 。

跟腱力與跟腱橫截面積是影響跟腱應(yīng)力的主要原因（Joseph et al.,2012）。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，跟腱橫截面積在干預(yù)訓(xùn)練前后變化并不顯著，表明干預(yù)訓(xùn)練后，跟腱受其載荷影響而產(chǎn)生適應(yīng)性增生，橫截面積有增加的趨勢，但不會(huì)不斷增粗。有研究認(rèn)為跟腱橫截面積對(duì)訓(xùn)練后跟腱力學(xué)性質(zhì)的增強(qiáng)并不起主要作用（沈勇偉 等,2010）。另一種解釋認(rèn)為與肌肉相比，跟腱內(nèi)血管稀疏，供血能力差，其代謝速度較慢，重塑可能需要更長的時(shí)間（顧文奇 等,2009）。因此，跟腱應(yīng)力的變化可能更多地與跟腱力學(xué)性質(zhì)的增強(qiáng)有關(guān)，表明跟腱承受載荷的能力提高。另一方面，訓(xùn)練過程中跟腱需要承受較大的外力，經(jīng)歷較大的長度變化，因此具有較高的依從性（compliance）。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過 12周跑姿控制訓(xùn)練干預(yù)后，跟腱應(yīng)變顯著增加。跟腱在觸地早期通過拉長儲(chǔ)存能量，在支撐相后期通過釋放能量產(chǎn)生推進(jìn)力。較高的依從性有利于小腿肌纖維通過改變長度以更有效地完成力/能量儲(chǔ)存和釋放（Kubo et al.,2015）。

跑步時(shí)，下肢肌肉觸地前被預(yù)先激活，而后迅速進(jìn)入離心收縮，緊接著迅速進(jìn)入向心收縮。本研究發(fā)現(xiàn)12周跑姿控制訓(xùn)練后，兩組脛骨前肌的RMS在預(yù)激活階段均表現(xiàn)出顯著減小，表明脛骨前肌在這一階段被較少激活。這一結(jié)果支持前人研究。鄭義等（2018）對(duì)習(xí)慣后跟觸地的跑步愛好者進(jìn)行30 min的裸足跑訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，裸足跑訓(xùn)練后著鞋跑時(shí)預(yù)激活階段的脛骨前肌肌電平均振幅顯著減小。類似地，Khowailed等人（2015） 研究表明，經(jīng)過 6周仿裸足跑訓(xùn)練后，在預(yù)激活階段受試者脛骨前肌的激活肌電活動(dòng)顯著降低。人體在穿著極簡跑鞋時(shí)更傾向于前掌觸地，這一跑步姿態(tài)使跑步時(shí)踝關(guān)節(jié)處于較跖屈的狀態(tài)，因此脛骨前肌的激活水平減弱。兩組腓腸肌外側(cè)頭的RMS在后激活和離心收縮階段均表現(xiàn)出顯著減小。Albracht等（2006）利用希爾肌肉模型模擬肌肉收縮時(shí)發(fā)現(xiàn)，小腿三頭肌具有較大收縮力量和較高剛度的特性，導(dǎo)致其在高激活水平下發(fā)力比較困難，而在較低的激活水平下發(fā)力更具有優(yōu)勢。另外，Suydam等（2015）的研究也證明，跟腱斷裂患者累及側(cè)的腓腸肌內(nèi)、外側(cè)頭激活程度均高于未累及側(cè)，以補(bǔ)償術(shù)后跟腱松弛所引起的肌肉無力問題。本研究顯示，作為影響跟腱力的主要肌群之一，雖然腓腸肌外側(cè)頭在后激活和離心收縮階段的激活水平表現(xiàn)出顯著降低，但跑步時(shí)跟腱力峰值表現(xiàn)出顯著增加，表明12周跑姿訓(xùn)練干預(yù)后，腓腸肌外側(cè)頭在較低的激活水平下表現(xiàn)出了更高的激活效率。

雖然本研究僅要求 SBR組在穿著極簡跑鞋時(shí)采用前掌觸地模式，而并未對(duì)MIN組觸地模式作出要求，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)，12周訓(xùn)練后兩組的跟腱生物力學(xué)特性均發(fā)生顯著性變化。這一結(jié)果支持前人研究。McCarthy等（2014）要求習(xí)慣后跟觸地的跑步愛好者穿著極簡跑鞋進(jìn)行12周訓(xùn)練，但并未對(duì)其跑姿作出要求，結(jié)果發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練后，100%的受試者在裸足跑時(shí)采用非后跟觸地模式，56%的受試者在穿鞋跑時(shí)依然采用非后跟觸地模式。我們推測，12周重復(fù)性的周期運(yùn)動(dòng)使 MIN組有足夠的時(shí)間進(jìn)行自我運(yùn)動(dòng)控制學(xué)習(xí)（Bonacci et al.,2009）。穿著極簡跑鞋時(shí)，MIN組跑者可能通過主動(dòng)改變跑姿減小觸地沖擊以產(chǎn)生自我保護(hù)性反饋（Lieberman et al.,2010）。因此，有理由推測MIN組在穿著極簡跑鞋跑步時(shí)可能傾向于非后跟觸地模式從而導(dǎo)致跟腱力學(xué)性質(zhì)及相關(guān)肌群的變化，但由于本研究僅關(guān)注 SBR組在訓(xùn)練中的觸地方式，因此，在未來的研究中應(yīng)該同時(shí)關(guān)注訓(xùn)練中兩組的觸地方式變化。本研究結(jié)果表明，沒有受試者因?yàn)橛?xùn)練造成受傷而退出的情況，因此，12周跑姿控制訓(xùn)練可以作為一種有效增強(qiáng)跟腱力學(xué)性質(zhì)，提高跟腱承受載荷能力，從而為預(yù)防和降低跟腱損傷提供了可能的干預(yù)方式。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，12周跑姿控制訓(xùn)練會(huì)對(duì)跟腱生物力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生顯著性影響，且 12周訓(xùn)練后 SBR組跑步時(shí)的跟腱力顯著高于MIN組，這使跟腱在跑步期間可以更有效地完成能量儲(chǔ)存和釋放。而增加的跟腱力學(xué)性質(zhì)和降低的肌電均方根振幅表明，相同跑速下肌肉激活程度降低但效率更具有優(yōu)勢，提示，12周跑姿控制訓(xùn)練可以積極改善跟腱承受載荷的能力，從而預(yù)防和降低損傷風(fēng)險(xiǎn)。此外，對(duì)于習(xí)慣后跟觸地的跑者而言，進(jìn)行跑姿轉(zhuǎn)化訓(xùn)練時(shí)建議采用循序漸進(jìn)的方式并盡量配合下肢肌群的強(qiáng)化練習(xí)。

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